NPC三電平逆變器PWM時降低損耗的研究
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6 調(diào)制策略的諧波特性比較
一種PWM策略的優(yōu)劣，只有在對損耗和調(diào)制所產(chǎn)生的諧波進(jìn)行綜合評價的基礎(chǔ)上才能判定。前面已對SLMPWM策略進(jìn)行了損耗分析，這里將進(jìn)一步討論SLMPWM策略對逆變器諧波特性的影響，并最終說明該算法對于逆變器輸出的諧波特性影響不大。逆變器輸出的電壓PWM波形進(jìn)行傅里葉分析后可得各次諧波的幅值Un，設(shè)n次諧波電壓的含有率為HRUn，那么：
當(dāng)載波比為36時，對傳統(tǒng)SPWM與SLMPWM算法的HRUn進(jìn)行分析，分析截止諧波頻率20 kHz(400次諧波)。本文引用地址：http://www.104case.com/article/175893.htm
可知，SLMPWM策略會造成逆變器輸出波形在m較低時部分諧波增大，但對于THD的影響不大，當(dāng)m較高時，傳統(tǒng)的SPWM與SLMPWM方法具有相似的諧波特性。圖4為隨著m變化時，兩種調(diào)制策略的THD分布規(guī)律，可見兩種調(diào)制策略THD分布一致。
7 SLMPWM算法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
為驗(yàn)證算法的正確性與有效性，在實(shí)驗(yàn)室搭建了NPC三電平逆變器原型機(jī)，如圖5所示。
由于實(shí)驗(yàn)室缺大功率IGCT，主功率器件采用2MBI400N-060型IGBT，箝位二極管為2FI200A-060D，直流側(cè)電容2 200μF。直流側(cè)電壓為511 V，阻感性負(fù)載．電阻40Ω，電感100mH。
圖6為采用SPWM，SVPWM，SLMPWM時的電壓、電流波形。逆變器輸出頻率為50 Hz，m=0．706時，每周期采樣18次，逆變器輸出電流峰值為4．36 A。可見，SLMPWM的開關(guān)次數(shù)明顯減少，但不會在逆變器輸出電流中引入較大的諧波。
8 結(jié)論
這里主要介紹了NPC三電平逆變器調(diào)制時通態(tài)損耗和開關(guān)損耗的計(jì)算方法，在此基礎(chǔ)上分析了SPWM控制下多電平逆變器損耗特性。提出一種能有效降低開關(guān)損耗的調(diào)制方法，將開關(guān)損耗降低一半左右。最后，分析比較了傳統(tǒng)SPWM算法與改進(jìn)調(diào)制方法的諧波特性，發(fā)現(xiàn)兩者諧波特性基本一致，因此可知SLMPWM在保持與SPWM，SVPWM諧波特性近似一致的基礎(chǔ)上，有效地降低三電平逆變器的損耗。
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